超微粉碎对酶解玉米秸杆粉纤维的影响研究

目的:对不同粒度玉米秸秆的纤维素酶水解条件进行了探索。方法:研究了秸秆酶解产生还原糖量随时间的变化趋势,并做了粒度、温度、纤维素酶用量、固液比等因素对秸秆酶解影响的研究,通过扫描电镜(SEM)观察酶解不同粒径秸杆粉的表面形态。结果:随着玉米秸杆粉粒径的减小,其酶纤维的能力提高,即还原糖得率提高,酶解不同粒径的秸杆粉表面形貌也有一定的差异。结论:超微粉碎技术可以影响玉米秸杆中纤维的酶解效率,提高了还原糖得率,在食品及生物能源加工业应用方面具有一定的潜力。     

白腐菌在两种固体基质上的漆酶产量及同工酶活性比较研究

一株新分离的白腐菌Z1可在两种农业废弃物(麸皮和稻草秸杆)基质上生长并分泌漆酶,其中在麸皮基质上的漆酶产量比在稻草秸杆基质上的漆酶产量高出10倍左右,同时活性电泳显示Z1菌在麸皮基质上可产生3条漆酶同工酶,比在稻草秸杆基质上多1条,其活性也比在稻草秸杆基质中的漆酶活性高。     

细胞膜磷脂脂肪酸组成对自絮凝酵母质膜ATP酶响应酒精刺激的影响及其与菌体耐酒精的关系

研究揭示细胞膜磷脂脂肪酸组成与质膜ATP酶在酵母菌耐酒精中的一种新颖关系。实验表明,细胞膜磷脂脂肪酸组成特点对生长于未添加酒精条件下的自絮凝颗粒酵母质膜ATP酶活性没有影响,但却明显影响生长于添加酒精(1％～10％,V／V)条件下的菌体质膜ATP酶对酒精激活的敏感性：预培养于添加0．6mmol／L棕榈酸、亚油酸、或亚麻酸条件下的菌体的质膜ATP酶的最大激活水平分别为各自酶的基态水平(未激活)的3．6、1．5和1．2倍,而对照组(预培养于未添加脂肪酸条件下的菌体)的相应值为2．3倍,酶产生上述最大激活水平时的酒精浓度分别为7％、6％、6％、和7％(V/V)。酶激活后米氏常数Km、最适pH和对钒酸钠(质膜ATP酶特异性抑制剂)的敏感性等性质不变,但最大反应速度υmax明显增加。实验表明,细胞膜磷脂脂肪酸组成特点对提高菌体的耐酒精能力越有利,则其质膜ATP酶被酒精激活的幅度越大,说明菌体耐酒精能力的提高与其质膜ATP酶对酒精激活的敏感性的增加密切相关。细胞膜磷脂脂肪酸组成会影响酵母菌质膜ATP酶对酒精激活的敏感性是观察到的新的实验现象。     

细胞膜磷脂脂肪酸组成对自絮凝酵母质膜ATP酶响应酒精刺激的影响及其与菌体耐酒精的关系

研究揭示细胞膜磷脂脂肪酸组成与质膜ATP酶在酵母菌耐酒精中的一种新颖关系。实验表明 ,细胞膜磷脂脂肪酸组成特点对生长于未添加酒精条件下的自絮凝颗粒酵母质膜ATP酶活性没有影响 ,但却明显影响生长于添加酒精 (1 %～ 10 % ,V/V)条件下的菌体质膜ATP酶对酒精激活的敏感性 :预培养于添加 0.6mmol L棕榈酸、亚油酸、或亚麻酸条件下的菌体的质膜ATP酶的最大激活水平分别为各自酶的基态水平 (未激活 )的 3.6、1.5和 1.2倍 ,而对照组 (预培养于未添加脂肪酸条件下的菌体 )的相应值为2.3倍 ,酶产生上述最大激活水平时的酒精浓度分别为 7%、6 %、6 %、和 7% (V/V)。酶激活后米氏常数K_m 、最适pH和对钒酸钠 (质膜ATP酶特异性抑制剂 )的敏感性等性质不变 ,但最大反应速度v_max明显增加。实验表明 ,细胞膜磷脂脂肪酸组成特点对提高菌体的耐酒精能力越有利 ,则其质膜ATP酶被酒精激活的幅度越大 ,说明菌体耐酒精能力的提高与其质膜ATP酶对酒精激活的敏感性的增加密切相关。细胞膜磷脂脂肪酸组成会影响酵母菌质膜ATP酶对酒精激活的敏感性是观察到的新的实验现象.     

一株能分解纤维素放线菌的固态发酵研究

对一株从食草动物的粪便中分离出来的放线菌菌株(XW5),以秸杆粉和麸皮为底物,进行固态发酵,并提取纤维素酶粗酶。采用DNS法,进行酶活测定,研究发现该菌株的固态发酵酶活为4-7u/mg。并对酶活的影响因子、pH、温度以及金属离子等的影响进行了探讨,同时发现该酶为碱性纤维素酶。     

一株能分解纤维素放线茵的固态发酵研究

对一株从食草动物的粪便中分离出来的放线菌菌株（XW5）,以秸杆粉和麸皮为底物,进行固态发酵,并提取纤丝至望粗酶。采用DNS法,进行酶活测定,研究发现该菌株的固态发酵酶活为4—7u／mg。并对酶活的影响因子、pU、温度以及金属离子等的影响进行了探讨,同时发现该酶为碱性纤维素酶。     

枯草杆菌α-淀粉酶的生产

α-淀粉酶是在酒精、酿造、制药、制糖和纺织工业上应用广泛的酶种,也是目前国内外应用最广、产量最大的酶种之一。α-淀粉酶可由微生物发酵产生,也可由植物和动物提取。目前工业生产上都以微生物发酵法为主进行大规模生产α-淀粉酶。我国从1965年开始应用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)BF-7658生产α-淀粉酶,当时仅无锡酶制     

玉米秸秆酶水解正交试验的研究

经蒸汽爆破预处理的玉米秸杆用里氏木霉（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ ｒｅｅｓｅｉ Ｒｕｔ Ｃ３０）制备的纤维素酶进行水解,其影响因素主要为ｐＨ值、温度、微量元素,考虑了上述三因素对酶解的影响,以酶解得率为指标来评价酶水解效果,设计了三因素三水平正交实验。研究表明,酶最佳工艺条件为：ｐＨ＝４．８,温度４５℃,微量元素０．５ｍｌ。     

新书介绍

本书最大新意 新型酶制剂＋生料、低温生产 书中深入具体地阐述了新型酶制剂和酶技术如何对传统酒精生产过程进行改进和提高;关于新的酒精生产过程的介绍,则着重于生料和低温过程。对于从非淀粉类和木质纤维素生产酒精的新领域也有探讨和展望。     

嗜热拟青霉固体发酵产木聚糖酶条件的优化*

从土壤中筛选出一株高产木聚糖酶的嗜热真菌J18,经鉴定为一种新的拟青霉,暂定为嗜热拟青霉。该菌能够利用几种天然纤维质材料固体发酵产木聚糖酶,小麦秸杆为最佳碳源。单因素优化试验表明：小麦秸杆粒度为0．3mm-0．45mm,初始水分含量83％,初始pH7．0,温度为50℃为最佳产酶条件。在优化后的条件下,培养8d产木聚糖酶的水平高达18,580U／g干基碳源。因此,嗜热拟青霉固体发酵产木聚糖酶将具有很大的工业化应用前景。     

微生物菌剂对秸秆降解及秸秆中微生物变化规律的影响

为明确不同微生物菌剂对秸秆降解率及秸秆降解过程中秸秆周围微生物变化规律的影响，在温室大棚内进行不同微生物菌剂降解秸秆试验。以玉米秸秆为基质，设玉米秸秆（对照组）、玉米秸秆+哈茨木霉（Trichoderma harzianum）（处理1）、玉米秸秆+哈茨木霉+地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)（处理2）三个处理。研究结果显示，单独用哈茨木霉处理可显著提高秸秆降解率，前期作用尤其明显；在秸秆降解的前30 d，秸秆降解率与秸秆中可培养真菌、细菌、放线菌呈显著正相关。不同微生物菌剂对秸秆中可培养微生物数量变化有显著影响，单独接种哈茨木霉后，秸秆中可培养真菌、细菌、放线菌数在前30 d显著高于对照组和混合菌剂处理，不同处理可培养活菌数均在90～120 d达到峰值，然后开始下降。研究结果表明，不同微生物菌剂对秸秆降解有显著影响，单独用哈茨木霉处理可显著提高秸秆降解率；不同处理对秸秆中可培养真菌、细菌、放线菌的影响有显著差异。可为秸秆降解与微生物相关性研究提供参考。     

油菜秸秆还田对水稻根系、分蘖和产量的影响

采用田间试验与栽培模拟试验相结合的方法,分析了油菜秸秆还田对水稻根系、分蘖和产量的影响.结果表明: 水稻移栽后0～36 d,与秸秆不还田处理相比,油菜秸秆还田处理下水稻分蘖减少1～2个,根系单株伤流量降低1.0～8.6 mg,根系谷氨酰胺合成酶(GS)、谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT) 活性分别降低0.10～6.11、0.06～0.31和0.52～0.84 μmol·g^-1·h^-1. 水稻移栽后56 d,与秸秆不还田处理相比,油菜秸秆翻埋还田处理下水稻根系单株伤流量增加3.4～11.7 mg,根系GS、GPT和GOT活性分别增加0.34～0.78、0.13～0.45和0.18～0.20 μmol·g^-1·h^-1;油菜秸秆覆盖还田处理下水稻根系单株伤流量降低19～25 mg,根系GS、GPT和GOT活性分别增加0.16～0.34、0.08～0.21和0.06～0.32 μmol·g^-1·h^-1.油菜秸秆还田处理中,全量还田处理下的水稻产量最高,其中,与全量覆盖还田相比,全量翻埋还田处理下的水稻产量增加0.13～0.48 t·hm^-2.可见,油菜秸秆还田会导致水稻生长前期根系活力下降、氮代谢酶活性降低,从而使水稻根系生长缓慢、返青延迟,但在中后期,随着根系活力和氮代谢酶活性的增强,秸秆还田会促进水稻根系生长;油菜秸秆还田对水稻产量的影响是多因素综合作用的结果,全量翻埋还田更适宜于四川油稻两熟轮作系统.     

油菜秸秆还田对水稻根系、分蘖和产量的影响

采用田间试验与栽培模拟试验相结合的方法,分析了油菜秸秆还田对水稻根系、分蘖和产量的影响.结果表明: 水稻移栽后0～36 d,与秸秆不还田处理相比,油菜秸秆还田处理下水稻分蘖减少1～2个,根系单株伤流量降低1.0～8.6 mg,根系谷氨酰胺合成酶(GS)、谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT) 活性分别降低0.10～6.11、0.06～0.31和0.52～0.84 μmol·g^-1·h^-1. 水稻移栽后56 d,与秸秆不还田处理相比,油菜秸秆翻埋还田处理下水稻根系单株伤流量增加3.4～11.7 mg,根系GS、GPT和GOT活性分别增加0.34～0.78、0.13～0.45和0.18～0.20 μmol·g^-1·h^-1;油菜秸秆覆盖还田处理下水稻根系单株伤流量降低19～25 mg,根系GS、GPT和GOT活性分别增加0.16～0.34、0.08～0.21和0.06～0.32 μmol·g^-1·h^-1.油菜秸秆还田处理中,全量还田处理下的水稻产量最高,其中,与全量覆盖还田相比,全量翻埋还田处理下的水稻产量增加0.13～0.48 t·hm^-2.可见,油菜秸秆还田会导致水稻生长前期根系活力下降、氮代谢酶活性降低,从而使水稻根系生长缓慢、返青延迟,但在中后期,随着根系活力和氮代谢酶活性的增强,秸秆还田会促进水稻根系生长;油菜秸秆还田对水稻产量的影响是多因素综合作用的结果,全量翻埋还田更适宜于四川油稻两熟轮作系统.     

两种秸秆醋液对尖孢镰刀菌和立枯丝核菌的抑菌作用

本研究以玉米秸秆醋液、水稻秸秆醋液为供试材料,研究不同稀释度的秸秆醋液对尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)和立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的抑制作用,测定其可溶性蛋白和可溶性糖。结果表明,50倍稀释液对2种病原菌的抑制率为100%,即2种病原菌在50倍稀释处理的秸秆醋液中不能生长。玉米秸秆醋液对尖孢镰刀菌中可溶性蛋白的影响不显著,对立枯丝核菌中可溶性蛋白的影响表现为先升高后降低。水稻秸秆醋液对尖孢镰刀菌中可溶性蛋白的影响是先升高后降低,对立枯丝核菌中可溶性蛋白的影响是逐渐累积。高浓度的水稻秸秆醋液可提高2种菌体内可溶性糖含量,100倍稀释的玉米秸秆醋液可提高尖孢镰刀菌体内的可溶糖含量,玉米秸秆醋液对立枯丝核菌的可溶性糖含量基本不会产生影响。本研究为秸秆醋液在农业生产上的推广应用等提供科学依据。     

家蝇幼虫对两种秸秆的消化及利用研究

本文旨在探明家蝇Musca domestic幼虫对高粱秸秆和小麦秸秆营养成分利用和木质纤维素的降解情况,以及不同配比秸秆饲料对家蝇生物学指标的影响,为今后产业化利用家蝇来生物降解秸秆类有机废弃物奠定理论基础.本研究采用70％高粱秸秆粉、70％麦秸秆粉和纯麦麸作为饲料,每种饲料各设置对照组、发酵组和家蝇幼虫取食组3种处理,检测并分析3种饲料各处理组中一般营养成分和木质纤维素的含量及变化;同时采用7种配比饲料喂养家蝇,观察各组家蝇不同发育阶段的体长、体重、存活率和发育历期等.结果表明:(1)3种饲料的各处理组中,一般营养成分和木质纤维素的含量均呈现:对照组>发酵组>家蝇取食组的趋势,此外除高粱秸秆组粗蛋白外,其余各组成份均差异显著(P<0.05);(2)小麦秸秆的木质纤维素含量>高粱秸秆>麦麸,且各组间均差异显著(P<0.05);(3)在相同秸秆配比条件下,高粱秸秆饲喂的家蝇其各虫态体长、体重、总存活率和发育历期均要优于麦秸秆喂养,且总存活率和发育历期与麦麸喂养相比差异不显著(P>0.05);(4)纯高粱秸秆喂养下家蝇仍能保持正常的生长发育,而在90％小麦秸秆喂养下,家蝇则无法存活.综上所述,家蝇适合作为生物转化器用于秸秆、尤其是高粱秸秆的降解,且降解效果优于单纯的微生物发酵降解,研究结果为今后规模化利用家蝇降解秸秆类有机废弃物提供了理论依据和科学基础.     

Solid-state anaerobic digestion of spent wheat straw from horse stall

The spent wheat straw from horse stall bedding has lower cellulose and hemicellulose contents, but higher volatile fatty acid content than raw wheat straw. Biogas production from solid-state anaerobic digestion (SS-AD) of spent wheat straw and raw wheat straw was compared in this study. The SS-AD tests were conducted at 22% total solids (TS) content using inoculum from a liquid AD system at three feedstock-to-inoculum (F/I) ratios of 2.0, 4.0, and 6.0. Daily methane yields of spent wheat straw peaked 8 and 3 days earlier than those of raw wheat straw at F/I ratios of 2.0 and 4.0, respectively. The highest methane yield of 150.0 L/kg volatile solids (VS) was obtained from spent wheat straw at an F/I ratio of 4.0, which was 56.2% higher than that of raw wheat straw. The corresponding cellulose and hemicellulose degradation of spent wheat straw was 24.1% and 49.4% higher than those of raw wheat straw, respectively.     

施氮对关中还田玉米秸秆腐解和养分释放特征的影响

在陕西关中平原的冬小麦-夏玉米轮作区,采用尼龙网袋田间填埋与¹⁵N同位素标记玉米秸秆相结合的方法,设置不施氮和施氮200 kg·hm^-2两个处理,研究施氮对小麦生长期内还田玉米秸秆腐解的影响以及腐解过程中秸秆碳、氮、磷、钾的养分释放.结果表明: 从小麦播种到越冬期,施用氮肥对秸秆碳和干物质分解无显著影响,但可促进秸秆中磷的释放,抑制氮和钾的释放.灌浆到成熟期,氮肥对秸秆腐解及其N、P、K养分的释放无显著影响,但秸秆碳的释放显著增加.不同生育期,玉米秸秆碳的释放与干物质分解变化趋势一致,C/N逐渐下降.种植一季小麦后,秸秆干物质累计腐解率不足50%;秸秆碳释放率为47.9%～51.1%,不施氮和施氮处理的秸秆C/N分别由32.2降低到20.2和17.9.小麦收获时,秸秆氮、磷、钾均为净释放,氮释放量为7.2～9.4 kg·hm^-2,占秸秆氮的12.7%～16.6%;磷释放量为1.29～1.44 kg·hm^-2,占29.0%～32.4%;钾的释放量大、释放快,越冬前超过80%,成熟时释放量为51.8～52.5 kg·hm^-2,占90.5%～91.7%.在秸秆还田条件下,应考虑秸秆归还的钾,减少小麦钾肥用量,适量补充氮、磷.     

Nature of the Interference Mechanism of Sugarcane (Saccharum officinarum L.) Straw

Sugarcane (Saccharum officinarum L.) straw left in the field after harvest interferes with the growth of winter and summer weeds. In the last years, there was a progressive move away from burning sugarcane straw to retaining it on the soil surface after harvest to prevent soil degradation and environmental pollution. Water-soluble phenolics leachated from straw into soil may suppress weed growth. A study was carried out to investigate (1) the effect of biotic (unautoclaved) soil treated with burned and unburned sugarcane straw leachates on seedling growth and foliar proline content of beggarticks (Bidens subalternans L.) and wild mustard (Brassica campestris L.), (2) the modification of sugarcane straw phytotoxicity in abiotic (autoclaved) soil and biotic (unautoclaved) soil plus activated charcoal, and (3) changes of inorganic ions and phenolic contents in biotic soil after treatment with burned and unburned sugarcane straw leachate. Unburned straw leachate significantly inhibited root elongation of 7-d-old beggarticks and wild mustard seedlings. Burned straw leachate did not affect seedling growth of the assayed weeds suggesting that organic straw phytotoxins were involved. Experiments with activated charcoal, however, did not provide clear evidence supporting the involve of organic molecules in straw phytotoxicity. Unburned straw leachate incorporated in biotic soil was more inhibitory than in abiotic soil on root growth suggesting that microbial activity is involved in sugarcane straw interference. There was no evidence of nutrient microbial immobilization. Unburned sugarcane straw leachate increased total phenolic content in biotic soil more than in abiotic soil or biotic soil plus charcoal. Burned sugarcane straw leachate did not increase phenolic compounds levels in biotic soil. Linear regression analysis indicated a strong correlation between levels of soil phenolic contents and root growth inhibition. Soil characteristics evaluated in soil treated with burned and unburned sugarcane straw leachate suggest that straw phytotoxicity is related with organic molecules, such as phenolic compounds, rather than to variations in inorganic nutrients. Unburned straw leachate induced proline accumulation in seedling leaves of both beggarticks and wild mustard. Proline foliar content was higher in seedlings grown in biotic soil than in seedlings grown in biotic soil plus charcoal suggesting that straw organic constituents induced proline accumulation. Proline foliar content of seedlings grown in biotic soil treated with burned straw leachate was not significantly different from water control. The present study showed that sugarcane straw leachate interferes with seedling growth of beggarticks and wild mustard and that water-soluble phenolics can play a role in the seedling growth inhibition of the assayed weeds.     

平菇类食用菌对农作物秸秆生物降解转化饲料的研究进展

综述了近年来国内外利用平菇类食用菌降解农作物秸秆的有关研究进展情况,主要包括限制秸秆饲料化的主要因素及提高秸秆饲料利用率的途径,平菇类食用菌降解秸秆的优势及其降解秸秆转化饲料的效果。并就笔者课题组近年来的研究总结了利用平菇类食用菌降解农作物秸秆的制约因素,以加快其应用于实际生产中。     

The use of 13C-NMR for studies of wheat straw decomposition

13C-NMR was used to study the field decomposition of surface retained and incorporated wheat straw. Results showed decreasing proportions of straw carbon as carbohydrate and increasing proportions of aromatic compounds during straw decomposition. These changes were greater for the surface retained straw, however greater relative microbial contamination of incorporated straw may have affected results. The cost of 13C-NMR may lessen its role in studies of this nature.